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                MEMS激光雷达综述

                乔大勇 苑伟政 任勇

                乔大勇,苑伟政,任勇.MEMS激光雷达综述[J]. 微电子学与计算机,2023,40(1):41-49 doi: 10.19304/J.ISSN1000-7180.2022.0803
                引用本文: 乔大勇,苑伟政,任勇.MEMS激光雷达综述[J]. 微电子学与计算机,2023,40(1):41-49 doi: 10.19304/J.ISSN1000-7180.2022.0803
                QIAO D Y,YUAN W Z,REN Y. Review of MEMS LiDAR[J]. Microelectronics & Computer,2023,40(1):41-49 doi: 10.19304/J.ISSN1000-7180.2022.0803
                Citation: QIAO D Y,YUAN W Z,REN Y. Review of MEMS LiDAR[J]. Microelectronics & Computer,2023,40(1):41-49 doi: 10.19304/J.ISSN1000-7180.2022.0803

                MEMS激光雷达综述

                doi: 10.19304/J.ISSN1000-7180.2022.0803
                基金项目: 国家自然科学基金(U21B2035)
                详细信息
                  作者简介:

                  乔大勇:男,(1977-),教授,博士生导师. 研究方向为光学MEMS芯片及其应用、先进MEMS制造工艺等.E-mail:dyqiao@nwpu.edu.cn

                  苑伟政:男,(1961-),教授,博士生导师. 研究方向为MEMS集成设计理论与方法、微纳制造工艺技术、特种MEMS器件及其系统集成等

                  任勇:男,(1987-),硕士. 研究方向为光学MEMS芯片及其应用

                • 中图分类号: TN958.98

                Review of MEMS LiDAR

                Funds: Sponsored by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. U21B2035)
                • 摘要:

                  近年人工智能飞速发展,自动驾驶、智能驾驶已进入产业元年. 激光雷达技术作为最为重要的自动驾驶视觉感知设备,正在进行不断的发展与迭代. 本文旨在介绍激光雷达及其国内外研究现状. 文中着重介绍了MEMS固态激光雷达的核心部件MEMS微振镜的技术参数及指标,如视场角、光学孔径、扫描速度、扫描频率、MEMS微振镜尺寸以及品质因数. 最终汇总了车载激光雷达的应用现状,展望车载激光雷达的未来与发展.

                   

                • 图 1  激光雷达工作原理

                  Figure 1.  The principle of LiDAR

                  图 2  Velodyne HDL-64E 激光雷达

                  Figure 2.  The Velodyne HDL-64E

                  图 3  激光雷达结构及代表产品

                  Figure 3.  The structure of LiDAR and samples

                  图 4  激光雷达组成要素

                  Figure 4.  The elements of LiDAR

                  图 5  MEMS激光雷达原理

                  Figure 5.  The principle of MEMS LiDAR

                  图 6  MEMS微振镜厂家及技术路径介绍

                  Figure 6.  The players in MEMS mirror

                  图 7  单轴MEMS振镜的激光雷达以 “线”扫“面”

                  Figure 7.  The MEMS LiDAR with single-axis of MEMS mirror

                  图 8  放置于旋转电机上单轴MEMS振镜

                  Figure 8.  The single-axis MEMS mirror mounted on rotating motor

                  图 9  双轴MEMS振镜的激光雷达以“点”扫“面”

                  Figure 9.  The MEMS LiDAR with double-axis of MEMS mirror

                  图 10  采用单颗MEMS微振镜+8组光学模组扩大视场角

                  Figure 10.  A single MEMS mirror with 8 optical modules used to enlarge the FoV

                  图 11  MEMS微振镜隔振器

                  Figure 11.  The isolation of MEMS mirror

                  表  1  自动驾驶常见传感器对比

                  Table  1.   The comparison of sensors for autonomous driving

                  传感器优势劣势测距范围
                  摄像头技术成熟,价格便宜雨雪天气,效果太差<100 m
                  毫米波雷达探测距离远,受天气影响较小难以探测行人>200 m
                  激光雷达测距精度高,方向性强,响应快成本高,极端环境下无法使用≈200 m
                  下载: 导出CSV

                  表  2  激光雷达技术路径

                  Table  2.   The technical path of LiDAR

                  技术路径优势劣势
                  机械式环形扫描,供应链成熟硬件集成难度大,易磨损,成本高
                  MEMS微型化,便于集成,成本低对于振动敏感
                  OPA硅基方案,成本低,一致性好技术难度大
                  Flash不用扫描,短时间内记录整个场景探测距离较短,对于探测器要求高
                  下载: 导出CSV

                  表  3  主流MEMS激光雷达产品技术参数

                  Table  3.   The key parameters of LiDAR

                  企业产品探测距离/m视场角度/°角分辨率/°激光波长/nm
                  速腾聚创M1150120*250.2*0.1905
                  InnovizONE250115*250.1*0.1905
                  LuminarIRIS250120*300.06*0.061550
                  华为N.A150120*250.25*0.26905
                  VelodyneH800170120*160.22*0.25905
                  一径科技ML-Xs200120*250.11 550
                  下载: 导出CSV

                  表  4  不同应用的激光雷达对于MEMS振镜技术参数的最低要求

                  Table  4.   The requirement of different application of LiDAR

                  ApplicationFOV/°Mirror Size/mmResonant frequency/kHz
                  智能驾驶2520.8
                  盲点监测12010.5
                  动作识别500.50.2
                  扫地机器人2510.2
                  无人机3010.4
                  下载: 导出CSV
                • [1] Laser Radar Systems. Database of Harvard University[EB/OL]. [2013-03-12].
                  [2] 《Intelligent Driving Classfication》. YOLE, Huatai securities research institute.
                  [3] 王永杰. 基于MEMS微镜的车载激光雷达扫描系统设计[D]. 重庆: 重庆理工大学, 2020.

                  WANG Y J. Scanning system design for vehicle-mounted LiDAR Based on MEMS Mirror[D]. Chongqing: Chongqing University of Technology, 2020.
                  [4] 杜林云. 应用于激光雷达的MEMS扫描镜研究[D]. 合肥: 合肥工业大学, 2021.

                  DU L Y. Research on MEMS scanning mirror applied in LiDAR[D]. Hefei: Hefei University of Technology, 2021.
                  [5] ANTHES J A, GARCIA P, PIERCE J T, et al. Nonscanned ladar imaging and applications[C]//Proceedings of SPIE 1936, Applied Laser Radar Technology. Orlando: SPIE, 1993.
                  [6] LIN S, CONG L, LIANGFU C. LiDAR[C]//International Encyclopedia of Geography: People, the Earth, Environment and Technology. Oxford: Wiley-Blackwell, 2016: 1-9.
                  [7] MARTIN A, DODANE D, LEVIANDIER L, et al. Photonic integrated circuit-based FMCW coherent LiDAR[J]. Journal of Lightwave Technology,2018,36(19):4640-4645. DOI: 10.1109/JLT.2018.2840223.
                  [8] 激光雷达的原理. 中国科普博览[EB/OL]. [2016-12-25].

                  Principle of LiDAR. China science expo[EB/OL]. [2016-12-25].
                  [9] CHEN J Y, SHI Y C. Research progress in solid-state LiDAR[J]. Opto-Electronic Engineering,2019,46(7):190218. DOI: 10.12086/oee.2019.190218.
                  [10] 激光雷达技术及应用分析. 激光网[EB/OL]. [2016-11-02].
                  [11] 速腾聚创推64线激光雷达用于无人驾驶车. 硅谷动力[EB/OL]. [2017-12-13].

                  64-line LiDAR for driverless cars of RoboSense. Silicon valley dynamics[EB/OL]. [2017-12-13].
                  [12] 新浪汽车. 自动驾驶产业链研究报告☆: 激光雷达成关键部件[EB/OL]. [2017-06-23]. .

                  Sina Technology. Automatic driving industry chain research report: key component: LiDAR[EB/OL]. [2017-06-23]. .
                  [13] WANG D K, WATKINS C, XIE H K. MEMS mirrors for LiDAR: A review[J]. Micromachines,2020,11(5):456. DOI: 10.3390/mi11050456.
                  [14] LI Y X, LI Q Y, ZHANG B, et al. The effect of closed-loop optimization enhances the MEMS lidar for rapid scanning[J]. Optik,2020,208:164097. DOI: 10.1016/j.ijleo.2019.164097.
                  [15] KIM J H, LEE S W, JEONG H S, et al. Electromagnetically actuated 2-axis scanning micromirror with large aperture and tilting angle for lidar applications[C]//Proceedings of the 18th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems. Anchorage: IEEE, 2015: 839-842.
                  [16] 罗栋. 基于MEMS微镜扫描的三维激光雷达样机系统设计[D]. 武汉: 华中科技大学, 2019.

                  LUO D. Prototype design of 3D LiDAR system based on MEMS mirror scanning[D]. Wuhan: Huazhong University of Science and Technology, 2019.
                  [17] YE L C, ZHANG G F, YOU Z. 5 V compatible two-axis PZT driven MEMS scanning mirror with mechanical leverage structure for miniature LiDAR application[J]. Sensors,2017,17(3):521. DOI: 10.3390/s17030521.
                  [18] MILANOVI? V, KASTURI A, YANG J, et al. Closed-loop control of gimbal-less MEMS mirrors for increased bandwidth in LiDAR applications[C]//Proceedings of SPIE 10191, Laser Radar Technology and Applications XXII. Anaheim: SPIE, 2017: 101910N.
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                出版历程
                • 收稿日期:  2022-12-01
                • 修回日期:  2022-12-16
                • 网络出版日期:  2023-01-18

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